Enhancing the functions of mesenchymal stem cells (MSCs) is considered a potential approach for promoting tissue regeneration. In this study, we investigated the effects of Matrix Metalloproteinase-1 (MMP-1) on bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) and its mechanism. Our results showed that knockdown of MMP-1 impeded scratch closure, attenuated proliferation, inhibited ALP activity, ALP denser staining and mineralization in vitro, and decreased expression of RUNX2, OSX, OPN and OCN in BMSCs, while 20 ng/mL recombinant human MMP-1 protein (rhMMP-1) significantly accelerated scratch closure, enhanced proliferation, ALP activity, ALP denser staining and mineralization in vitro, and increased expression of RUNX2, OSX, OPN and OCN. In addition, knockdown of MMP-1 inhibited the expression of phosphorylated c-Jun N-terminal kinase (p-JNK) and phosphorylated extracellular regulated protein kinases (p-ERK), while 20 ng/mL rhMMP-1 increased the expression of p-JNK and p-ERK in BMSCs. Furthermore, inhibition of c-Jun N-terminal kinase (JNK) and extracellular regulated protein kinases (ERK) by their inhibitor SP600125 and PD98059 dramatically blocked MMP-1-enhanced ALP activity and mineralization in BMSCs. Our results revealed that MMP-1 could accelerate the osteogenic differentiation potentials of BMSCs via the JNK and ERK pathway, providing the mechanism underlying MSC biology and identifying a potential target for improving bone tissue regeneration.

增强间充质干细胞 (MSC) 的功能被认为是促进组织再生的潜在方法。在这项研究中，我们研究了基质金属蛋白酶-1 (MMP-1) 对骨髓间充质干细胞 (BMSCs) 的影响及其机制。我们的结果表明，MMP-1 的敲低阻碍划痕闭合、减弱增殖、抑制 ALP 活性、ALP 更致密的染色和体外矿化，并降低 BMSC 中 RUNX2、OSX、OPN 和 OCN 的表达，而 20 ng/mL 重组人 MMP -1 蛋白 (rhMMP-1) 显着加速划痕闭合、增强增殖、ALP 活性、ALP 更致密的染色和体外矿化，并增加 RUNX2、OSX、OPN 和 OCN 的表达。此外，MMP-1 的敲低抑制了磷酸化 c-Jun N-末端激酶 (p-JNK) 和磷酸化细胞外调节蛋白激酶 (p-ERK) 的表达，而 20 ng/mL rhMMP-1 增加了 p-JNK 和BMSC 中的 p-ERK。此外，c-Jun N 末端激酶 (JNK) 和细胞外调节蛋白激酶 (ERK) 的抑制剂 SP600125 和 PD98059 的抑制显着阻断了 MMP-1 增强的 ALP 活性和 BMSC 中的矿化。我们的研究结果表明，MMP-1 可以通过 JNK 和 ERK 途径加速 BMSCs 的成骨分化潜能，提供了 MSC 生物学的基础机制，并确定了改善骨组织再生的潜在目标。此外，c-Jun N 末端激酶 (JNK) 和细胞外调节蛋白激酶 (ERK) 的抑制剂 SP600125 和 PD98059 的抑制显着阻断了 MMP-1 增强的 ALP 活性和 BMSC 中的矿化。我们的研究结果表明，MMP-1 可以通过 JNK 和 ERK 途径加速 BMSCs 的成骨分化潜能，提供了 MSC 生物学的基础机制，并确定了改善骨组织再生的潜在目标。此外，c-Jun N 末端激酶 (JNK) 和细胞外调节蛋白激酶 (ERK) 的抑制剂 SP600125 和 PD98059 的抑制显着阻断了 MMP-1 增强的 ALP 活性和 BMSC 中的矿化。我们的研究结果表明，MMP-1 可以通过 JNK 和 ERK 途径加速 BMSCs 的成骨分化潜能，提供了 MSC 生物学的基础机制，并确定了改善骨组织再生的潜在目标。